《船舶柴油机》柴油机调速装置
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课程所属院(部):学年第学期课程所属院(部):学年第学期课程所属院(部):学年第学期图8-6 双反馈液压调速器简图 时间零。
3.弹性反馈液压调速器(图8-5,P203) 这种反馈形式是在刚性反馈的基础上增加了一个弹性环节,它由缓冲器5、补偿活塞6、补偿弹簧7、节流针阀8组成。
缓冲器油缸内充满了工作油,左右两空间通过管道及针阀8接通。
当缸体5受力后左右移动时,缸内液体从一空间经针阀流到另一空间,由于针阀的节流使活塞6的移动比缸体5的移动滞后,起到缓冲作用。
由于被压缩的补偿弹簧7有弹性复原的功能,使A 点带动补偿活塞6在缓冲器油缸内向右移动,回到原来位置,补偿活塞右方油缸中的油经节流针阀8回流至左方,最后弹簧7及杠杆AC 均恢复到原来位置,使速度杆也回到起始位置。
这样,调速过程结束后的发动机转速能保持原速不变,稳定调速率δ2可以为零。
4.双反馈液压调速器(图8-6) 当柴油机并车运行时,除了要求调速器应有良好的稳定性外,还应按正确的比例分配各机承担的负荷。
由此,调速器应具有弹性反馈机构以保证调节稳定性;同时还应具有刚性反馈机构以使调节过程中具有一定的稳定调速率,保证各机按比例分配负荷。
图中刚性反馈杠杆EFG 和弹性反馈机构(缓冲器K 、补偿弹簧S 、节流针阀C )由动力活塞杆带动。
当外界负荷降低,柴油机转速升高时,飞重向外飞开,带动杠杆AB 以A 点为支点逆时针转动,使滑阀杆D 上移,工作压力油进入伺服器动力活塞的下方而由其上方泄回低压空间。
由此,动力活塞上行减油。
一方面使刚性反馈杠杆EFG 绕G 点顺时针转动,由F 点增加弹簧预紧力,使其稳定后转速较原转速稍有提高(即δ2>0);另一方面通过弹性反馈机构保证恒速稳定调节。
通常在这种双反馈调速器中,可通过弹性反馈中节流针阀的开度大小调节其稳定性。
通过刚性反馈EFG 的两臂比例调节稳定调速率的大小,如使F 与G听课 记录要点图8-5 弹性反馈液压调速器原理图课程所属院(部):学年第学期课程所属院(部):学年第学期。
第六章柴油机的调速和操纵第一节柴油机的调速柴油机调速装置的作用是通过改变油量调节机构,将柴油机的转速调节到规定的转速范围,并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量,使其转速维持在一规定范围内。
一、柴油机调速的必要性船舶柴油机主要用作船舶主机带动螺旋桨和作为船舶副机带动发电机。
船舶推进主机与发电用柴油机的运转条件和要求不同,因而对调速的要求也不同。
1.船舶主机的调速船舶主机(直接驱动螺旋桨)因船舶航速要求而需变转速运转,其工作特性为柴油机推进特性(3cnpe),它与螺旋桨配合工作特性曲线如图6-1-1所示。
图中曲线Ⅰ为速度特性,Ⅱ为柴油机推进特性。
稳定工作点为B点,柴油机的有效功率与桨的阻力功率相等。
若在外界负荷不变情况下增加喷油泵的供油量,使其速度特性曲线变为Ⅰ´,由图6-1-1可见在油量增加瞬时,柴油机的有效功率大于在原运转点B时桨的阻力功率,柴油机的转速增加。
当达到新的稳定运转点B´时,两者功率重新相等,即柴油机稳定运转在较高的转速下。
反之,若减少供油量,则柴油机在较低的转速下稳定运转。
因此,变更柴油机喷油量可有效地对柴油机进行调速。
若喷油泵的供油量不变而外负荷增加(如海面阻力增加),使曲线Ⅱ左移至Ⅱ´与曲线Ⅰ交点为C,在曲线Ⅱ变化的瞬时,桨阻力功率大于柴油机有效功率,使柴油机转速降低至cn时两者功率重新平衡而稳定运转。
反之,若外负荷降低,则柴油机在较高的转速下稳定运转。
因此,船舶主机有自动改变转速以适应外界负荷变化的能力。
综上所述,船舶主柴油机有自动调速能力。
若不严格要求转速恒定不变,则不必装调速器。
但为了防止主机运转中断轴、螺旋桨失落或出水等造成柴油机超速飞车,根据我国有关规范规定,船舶主机必须安装可靠的调速器(限速器),使主机转速不超过115%标定转速。
不装调速器的船舶主机虽然可以稳定运转,但其转速将随外界负荷的变化而变化。
这种变化将对柴油机的可靠性、寿命和经济性带来不良影响。
毕业设计文献综述电气工程及其自动化船舶柴油机自动调速系统设计与仿真前言具有百年历史的柴油机,作为一种工业原动机,由于它的热效率高、功率范围宽、适应性好等一系列突出优点,是目前世界上应用最广泛的一种动力机械,而且在今后相当长的时期内仍将继续保持这一地位[1]。
随着科学技术的不断进步,在柴油机的百年发展过程中,其技术水平出现过三次飞跃:第一次飞跃是本世纪二十年代,以机械喷射式供油系统代替蓄压式供油系统;第二次飞跃是五十年代增压技术的采用;八十年代电子控制的研究和应用,带来了柴油机技术的第三次飞跃[2]。
对于柴油机来说,在其燃烧室及进排气系统己确定的情况下,如何使柴油机的动力性能在各种工况下得到充分发挥,并能通过控制排放和降低油耗以满足日益严格的排放法规要求,则必须借助于调节控制技术的改进。
而作为柴油机调节控制核心的调速系统,其不断改进和完善伴随着柴油机发展的全过程。
主题1.调速器的功能柴油机调速系统是指能根据负荷变化情况自动调节喷油泵循环供油量,协助操作人员稳定柴油机转速的装置。
柴油机上均要用到调速装置,这是柴油机自身的特点——由扭矩速度特性及喷油泵速度特性所决定的。
柴油机转速变化时,可燃混合气的数量、成分变化不大。
因此,通过燃烧所产生的扭矩变化也不大。
柴油机扭矩速度特性这一特点,是柴油机在负荷略有变化时,会引起转速很大的变化。
在操作人员不能及时操纵加速踏板改变油泵循环供油量的情况下,柴油机或因负荷增大而转速迅速下降,以至熄火;或因负荷减少而转速立即升高,甚至出现超速运转及“飞车”现象。
另一方面,从喷油的速度特性对柴油机转速的影响来看:当柴油机负荷减少而转速立即升高时,需要减少循环供油量,而喷油泵却相反的增大循环供油量。
可燃混合气成分由稀趋向合适,质量得到改善,燃烧速度加快,促使柴油机转速越来越高。
反之,当柴油机负荷增大转速降低时,需要循环供油量相应增加,而喷油泵却又减少对了供油量,使可燃混合气成分变稀,质量变差,燃烧速度变慢,促使柴油机转速降低。
船舶柴油发电机调速控制系统研究摘要:针对在船舶柴油发电机组的控制中,发电机频率不能及时准确调整的问题。
在传统的控制回路中增加前馈模糊控制器,对柴油机的油门进行调节控制,稳定柴油机的转速,达到稳定频率的目的。
关键词:柴油发电机;调速控制器;模糊控制1.船舶柴油发电机调速器简介目前,在船舶交流电力系统中,发电装置广泛采用柴油发电机,即柴油机驱动同步发电机为船舶进行供电。
船舶交流电的质量是通过电压和频率的稳定性来反映的,频率的稳定是取决于原动机的调速系统。
由于船舶电力系统容量相对较小,诸如船舶侧推器、机船大粟等大型用电设备起停时,都会使船舶电力系统负载发生显著变化。
随着船舶交流电力系统负载的变化,根据功率守恒,发电机输出的有功功率也要发生相应地变化,这个过程是个电磁变化过程,而且非常迅速。
因此,柴油机的转速控制在船舶电力系统中极为重要。
柴油机调速装置的作用是通过改变油量调节机构,将柴油机的转速调节到规定的转速范围,并且根据柴油机负载的大小自动调节供油量,使其转速维持在一规定范围[1]。
《钢制海船入级与建造规范(2006)》第3篇的9.7.3.1条规定,带发动机的原动机(包括柴油机和汽轮机)必须装有调速器,其调速特性应符合下列规定:当突然卸去额定负载时,其瞬时调速率不大于额定转速的10%,稳定调速率不大于额定转速的5%,即频率的变化率不大于5%,稳定时间(即转速恢复到规定的波动率范围的时间)不超过5s。
2.带前馈模糊控制系统的组成和控制原理2.1 控制系统的组成系统主要由前馈模糊控制器、PID控制器、执行器、柴油机(原动机)和测速反馈装置组成。
如图1所示。
传统的柴油发电机调速系统是由测速装置测量柴油机的转速,反馈给PID 控制器。
根据给定的转速值进行比较,并输出控制信号给到执行机构(油门阀),通过调整油门阀齿条的阀位,控制柴油机的给油量,以此来稳定柴油机的转速。
用传统PID控制器取代机械式的离心式调速器,可以减少由于柴油机机组机理带来的干扰,能精确的控制柴油机的油门大小,提高柴油使用效率。
第八章柴油机的调速装置129题第一节柴油机的调速装置0第二节超速保护装置11考点1:超速保护装置的作用按我国有关规定,凡标定功率大于220 kW的船用主机和船用柴油发电机应分别装设超速保护装置,以防止船舶主机转速超过120%标定转速和柴油发电机转速超过115%标定转速。
此种超速保护装置是一种运转安全装置。
它与调速器不同,它只能限制柴油机的最高转速,本身没有调速特性,它在柴油机正常运转范围内不起作用,只在柴油机转速达到规定限值时才发生动作,使柴油机立即停车或降速。
按规定,超速保护装置必须与调速器分开设置而独立工作,无论柴油机的操纵机构处于什么状态,该装置的保护性动作必须迅速而准确。
D1. 按我国有关规定,必须装设超速保护装置的柴油机是()。
A.标定功率大于220 kW的船用主机B.标定功率大于220 kW的船用发电柴油机C.功率大于220 kW主机,功率大于110 kW发电柴油机D.A+BA2. 按我国有关规定,必须装设超速保护装置的柴油机是()。
A.标定功率大于220 kW的船用主机和船用发电柴油机B.标定功率大于220 kW的船用主机和标定功率大于110 kW的船用发电柴油机C.标定功率大于110 kW的船用主机和标定功率大于220 kW的船用发电柴油机D.标定功率大于110 kW的船用主机和船用发电柴油机A3. 下述关于超速保护装置论述中不正确的是()。
A.它是极限调速器的一种B.它自身无调速特性C.它是一种安全装置D.它对柴油机的控制动作不受操纵机构限制B4. 超速保护装置的作用是()。
A.维持柴油机稳定运转B.柴油机超速时使柴油机立即降速或停车C.柴油机超速时立即报警D.A或BC5. 根据我国有关规定,船舶主机所装极限调速器的限制转速是()。
A.103%n b(标定转速)B.110%n bC.115%n bD.120%n bC6. 根据我国有关规定,超速保护装置的作用是()。
A.防止主机转速超过110%n b(标定转速),发电柴油机转速超过115%n bB.防止主机转速超过115%n b,发电柴油机转速超过110%n bC.防止主机转速超过120%n b,发电柴油机转速超过115%n bD.防止主机转速超过115%n b,发电柴油机转速超过120%n bD7. 下列情况中,柴油机不必装设超速保护装置的是()。